DE658070C

DE658070C - Elektrostatisches Relais oder Messgeraet mit zwei gegeneinander isolierten Kondensatorplatten

Info

Publication number: DE658070C
Application number: DEL83199D
Authority: DE
Original assignee: RAUMSCHUTZ AKT GES DEUTSCHE
Current assignee: RAUMSCHUTZ AKT GES DEUTSCHE
Priority date: 1933-02-19
Filing date: 1933-02-19
Publication date: 1943-04-17
Also published as: US2175354A

Description

Elektrostatisches Relais oder Meßgerät mit zwei gegeneinander isolierten Kondensatorplatten Es ist bekannt, daß elektrostatische Relais und Meßgeräte eine für viele Zwecke vorteilhafte, besonders hohe Empfindlichkeit aufweisen. Bisher standen jedoch der allgemeineren Einführung elektrostatischer Relais und 1Ießvorrichtungen deren verhältnismäßig hoher Spannungsbedarf und der Umstand entgegen, daß dabei ein genaues Einstellen sowie betriebssicheres Aufrechterhalten eines bestimmten Arbeitspunktes finit einfachen Mitteln nicht möglich war.
Durch die Relaisausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung und die dabei angewandten Hilfsmittel ist ein elektrostatische rZelais geschaffen worden, das schon mit Betriebsspannungen von wenigen Volt dauernd zuverlässig arbeitet und auf einfache Weise genau,einstellbar ist.
Das elektrostatische Relais oder das Meßgerät gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ill an sich bekannter Art aus zwei gegene#inander isolierten Kondensatorplatten, von denen die eine fest, die andere beweglich angeordnet ist, und kennzeichnet sich bekannten Anordnungen dieser Art gegenüber im wesentlichen dadurch, daß mindestens die eine dieser beiden Kondensatorplatten, z. B. die beweglich angeordnete, mit einer zur anderen Kondensatorplatte gerichteten, z. B. kugelig geformten Außenwölbung versehen ist.
Die schematische Darstellung Abb. i zeigt beispielsweise ein Relais gemäß der Erfindung mit zwei mit verschieden hohen Potentialen aufzuladenden Kondensatorplatten, von denen die Platte a. in diesem Falle fest, die Platte b mit ihrem Traghebel bi um den Drehpunkt d beweglich angeordnet ist. Durch eine unten näher beschriebene Vorrichtung kann die bewegliche Kondensatorplatte b, b1 nach jedesmaligetn Abfallen an die Platte a. herangebracht und in dieser, Lage bei ausreichendein Spannungsgefälle zwischen a. und b festgehalten werden.
Sinkt das Spannungsgefälle unter den Arbeitspunkt, so fällt .die Kon.densatorplatte b unter dem Einfluß einer in Pfeilrichtung wirkenden Feder- oder Gewichtsbelastung ab. Durch diese Kippbewegung kann z. B. ein Ilontaktfedersatz, z. B. für Signalzwecke o. dgl., betätigt werden. Um .ein Kleben der Kondensatorplatten aneinander unter dem Einfluß des atmosphärischen Luftdruckes zu verhindern, wird die ganze Anordnung in einem mehr oder minder stark entlüfteten Glaskolben g o. dgl. eingebaut.
Die zur Verfügung stehende Anziehungskraft zwischen a und b ist abhängig einerseits vom Spannungsgefälle, andererseits von der Plattenentfernung und der Größe der gegenüberliegenden Platten. Um ein sauberes und dauernd konstantes Arbeiten sicherzustellen, wurde erfindungsgemäß folgende Anordnung getroffen Eine der beiden Kondensatorplatten a. oder b, in der Zeichnung z. B. b, erhält mindestens an denjenigen Stellen, an denen das Anziehen der Platten wirksam wird, eine Wölbung am besten dergestalt, daß die Wölhulig einen kleinen Ausschnitt aus einer verhältnismäßig großen Kugel darstellt. fl-ierdurch wird erreicht, daß selbst bei mehr oder weniger starkem Verkanten oder Verziehen

der Kondensatorplatten a oder b ztieinandIZ:

z. B. unter dem Einfluß von Ungenauigkeii@

an der Drebaclise d der Kon.densatorplatte

immer ein gleicher Ausschnitt der Kugel mit den gleichen Abständen zu a, d.li. unter gle:clibleibend°n elektrostatischen 'Verhältnissen zu a anliegt. Elektrostatisch gesehen bedeutet dies, daß immer wieder die gleichen Anziehungsverhältnisse geschaffen werden, gleichgültig, nach welcher Richtung auch immer Verkantungen bzw. Verlagerungen der Kondensatorplatten zueinander eintreten. Zweckmäß:g wird entweder eine, wie in der Zeichnung dargestellt, verhältnismäßig starke Krümmung einer der beiden Kondensatorplatten gewählt, so daß z. B. die an der Peripherie des Kugelausschnittes liegenden Teile der Kondensatorplatte b für das Arbeiten der Anordnung wegen zu großer Entfernung von der Platte a nicht mehr von Bedeutung sind und auch die praktisch möglichen seitlichen Verlagerungen der Kond.ensatorplatten zueinander für den Arbeitspunkt wirkungslos bleiben. Da bekanntlich die Anziehung mit dem Ouadr at der Entfernung abnimmt, sind bei der in Abb. i dargestellten Ausführungsform für den Arbeitspunkt nur die den Berührungspunkten unmittelbar benachbarten Ausschnitte wirksam. Wird eine wesentlich flachere Krümmung gewählt, so m,üßte die ebene Gegenplatte umeinige Millimeter größer gewählt werden als die gewölbte Kondensatorplatte, damit bei einer praktisch möglichen Verlagerung des beweglichen Teils dessen seitliches Herauskanten über den feststehenden Teil hinaus verhütet wird.
Es ist grundsätzlich gleichgültig, ob die feststehende Kondelisatorplatte,a. oder' die bewegliche Kon.densatorplatte b kugelig gewölbt ausgebildet ist. ' Um die Anordnung vor Erschütterungen und Ungenauigkeiten der Lage sowie Änderungen, wie sie unter .dem Einfluß von Temperaturschwankungen eintreten können, möglichst unempfindlich zu machen, soll die bewegliche Kondensatorplatte b möglichst leicht ausgebildet werden. Gelingt es, die Kondensatorplatte b sehr leicht, aber ausreichend steif zu gestalten, so wird dadurch die Betriebssicherheit der ganzen Anordnung wesentlich erhöht.

Abb. 2 zeigt eine zweckmäßige Gestaltung der Kondensatorplatte b, b1 z. B. aus dünnem Aluminiumblech mit Versteifungsrippen c und einer unteren Durchstanzung zur federnden Aufnahme der Drehachse d. Durch diese Ausbildung der Kondensatorplatte b, b1 ist es möglich, trotz sehr geringer Materialstärken eine ausreichende Steifigkeit zu erz?elen und diese Kon.densatorplatte auf der Drehachse d

:51gne besondere gewichtserhöhende Mittel, wie

@sr@ en, Nieten, Schweißen, fest anzubringen.

äl@y.ckinäßig ist es dabei, die Kontaktgabe

.; @^w@lit durch die Achse, sondern durch die

kondensatorplatte b, hl zu bewirken. Zu

diesem Zweck wird möglichst nahe bei der Achse ein Federsatz angeordnet, der beim Herunterkippen der Kondensatorplatte b z. B. durch einen Ansatz e betätigt wird, so daß zwischen Kondensatorplatte b, b1 und Achse d keine Beanspruchung im Drehsinne erfolgt.

Es muß ferner dafür. Sorge getragen werden, daß d:e bewegliche Kondensatorplatte b, b1 nach jedesmaligein Abfallen so sanft und gleichmäßig wie -möglich an den feststehenden Kondensatorteil a wieder herangebracht wird. Urn dies zu erreichen, ist gemäß Abb. 3 der bei h drehbar gelagerte, unter Feder- oder Gewichtswirkung stehende, all sich bekannte Aufrichtehebel f, der auch e.1ektromaggnetisch beeinflußt sein kann, mindestens an seinem mit der beweglichen Kondensatorplatte b, b1 dabei in Berührung kommenden Ende f 1 leicht federnd ausgebildet.
Zur Sicherung einer möglichst störungsfreien Arbeitsweise wird ferner gemäß Abb. 4. das Relais bzw. dessen Umschlußkörper g, z. B. mit Hilfe einer Feder i, an deren Stelle auch ein Gummizug o. dgl. treten könnte, z. B. unter Vermittlung von Drähten o. dgl. l; in s.enknechter Richtung federndaufgehängt. Die Aufhängung ist dabei zweckmäßig z. B. mittels Stehmuffe, ivie bei k1 in Abb. ¢ angedeutet, verstellbar und einstellbar einzurichten, um eine - Einregelung der Aufhängelage und damit des Arbeitspunktes des Relais zu ermöglichen.
Der Erfindungszweck der Relaisausbildung gemäß der Erfindung kann statt durch gleichmäßige, z. B. kugelige Wölbung der einen der beiden Kondensatorplatten auch dadurch erreicht werden, daß die elektrostatisch wirksam werdende Fläche .der einen der beiden ebenen Platten, z. B. der beweglich angeordneten Kondensatorplatte, nur in der Mitte derart überhöht gestaltet wird, daß innerhalb der möglichen Verlagerungs-. bzw. V erkantungsgrenzen ein Berühren der beiden Kondensatorplatten miteinander in der Betriebslage nur all dieser Überhöhung möglich ist.
Die Genauigkeit und Schnelligkeit des Ansprechens des Relais kann erfahrungsgemäß auch noch dadurch erhöht werden, daß mindestens und zweckmäßig die eine der beiden Kondensatorplatten, und zwar vorteilhaft diejenige, d:e mit einer isolierenden Oberschicht versehen ist, an ihrer wirksamen Berührungsfläche aufgerauht ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrostatisches Relais oder IVI@eßgerät mit zwei gegeneinander isoliexleii Kondensatorplatten, von denen die.,tie fest und die andere beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet; daß mindestens eine dieser beiden Platten (b) mit einer zur anderen Platte (a) gerichteten Außenwölbung versehen ist.
2. Elektrostatisches Relais o. dgl. nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kondensatorplatte (a) eben gestaltet und die andere (b) mit einer kugeligen Wölbung versehen ist.
3. Elektrostatisches Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden ebenen Kondensatorplatten (a, b), z. B. die beweglich angeordnete Platte (b). in der Mitte z. B. punktförmig überhöht ist.
Elektrostatisches Relais o. dgl. nach Anspruch i bzw. den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliehe, aus sehr dünnem Leichtmetall gebildete Kondensatorteil (b, b1) .durch Rippung (c) versteift ist.
5. Elektrostatisches Relais o. dgl. nach Anspruch i bzw. den Unteransprüchen mit einem Hilfshebel zum Aufrichten der beweglichen Kondensatorplatte, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Hilfsnebel (f), insbesondere an oder nahe seinem mit der beweglichen Kondensatorplutte (b, b1) in Berührung kommenden Ende (f,) leicht federnd ausgebildet ist.
6. Elektrostatisches Relais o.,dgl. nach Anspruch i bzw. den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais bzw. dessen Umschlußkörper (z. B. :durch Feder (i), Gummizug o. dgl.), zweckmäßig auch in seiner Schräglage verstellbar und einstellbar, elastisch aufgehängt ist. j. Elektrostatisches Relais nach Anspruch i bzw. den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kondensatorplatten an ihrer wirksamen Berührungsfläche aufgerauht ist.